Por que o monitoramento de condições é importante, já que as redes elétricas exigem mais dos ativos existentes
Da maior utilização à melhor visibilidade dos ativos
Os sistemas de energia estão sendo solicitados a fazer mais.
A electrificação, a integração das energias renováveis, os centros de dados e o desenvolvimento industrial estão a aumentar a procura de infra-estruturas eléctricas. Ao mesmo tempo, as empresas de serviços públicos enfrentam prazos de entrega de equipamento mais longos, restrições na cadeia de abastecimento e custos de investimento crescentes.
Isto cria um desafio fundamental: como pode a infra-estrutura energética existente ser utilizada de forma mais eficaz, mantendo ao mesmo tempo a fiabilidade e gerindo o risco dos activos?
Um artigo recente do CIGRE,“Uma rede que deve fazer mais – possibilidades, limites e riscos para aumentar a capacidade de sobrecarga do transformador,”examina esta questão da perspectiva do carregamento do transformador. O artigo destaca uma mudança mais ampla na gestão de activos do sistema de energia: em vez de depender apenas de limites operacionais fixos, as empresas de serviços públicos procuram cada vez mais informações sobre o estado, tecnologias de monitorização e tomadas de decisões informadas sobre os riscos.
O mesmo princípio é relevante para outros ativos elétricos críticos, incluindo GIS e GIL.
Por que os limites operacionais não são tudo
Tradicionalmente, os equipamentos elétricos são operados com margens definidas para garantir confiabilidade em condições normais e de contingência.
Para transformadores, por exemplo, cargas mais elevadas podem aumentar a temperatura, acelerar o envelhecimento do isolamento e aumentar a tensão nos componentes. O CIGRE observa que os avanços na modelagem térmica, na pesquisa de envelhecimento do isolamento, na avaliação de umidade e no monitoramento on-line estão proporcionando maior visibilidade das condições do transformador e criando oportunidades para um gerenciamento de ativos mais baseado nas condições.
O conceito importante não é simplesmente:
“Quanto o equipamento pode carregar?”
mas cada vez mais:
“Em que condições está o equipamento e quanta capacidade operacional resta?”
Esta mudança de limites estáticos para decisões baseadas nas condições está a tornar-se cada vez mais importante à medida que as empresas de serviços públicos procuram extrair mais valor da infra-estrutura existente.
O mesmo princípio se aplica a equipamentos isolados a gás
Para sistemas GIS e GIL, o gás isolante é parte essencial do sistema de isolamento do equipamento.
A qualidade e a condição do gás podem, portanto, fornecer informações importantes durante o comissionamento, manutenção e solução de problemas.
Vários parâmetros são particularmente relevantes:
- Pureza SF₆
- Ponto de orvalho/teor de umidade
- SO₂ e outros produtos de decomposição
- Pressão e densidade do gás
- Vazamento de SF₆
Estas medições não substituem outras formas de avaliação das condições do GIS. Em vez disso, fornecem informações complementares que podem ajudar os engenheiros a avaliar as condições do gás e identificar possíveis problemas durante o ciclo de vida do equipamento.
A umidade é particularmente importante
A umidade dentro de equipamentos isolados a gás pode afetar o desempenho do isolamento e também indicar problemas associados à instalação, vedação, manutenção ou manuseio de gás.
Por esta razão, a medição do ponto de orvalho é comumente usada ao avaliar a condição do gás isolante.
Uma medição confiável pode ajudar a responder questões práticas como:
- O gás está suficientemente seco?
- Entrou umidade no gabinete?
- O equipamento está pronto para comissionamento?
- A qualidade do gás mudou após a manutenção?
- É necessária secagem adicional ou tratamento de gás?
Isto torna a medição de umidade mais do que um simples teste de laboratório. Pode tornar-se parte do processo geral de manutenção e gestão de ativos.
Do teste de parâmetros individuais à compreensão da condição do ativo
A gestão moderna de ativos depende cada vez mais da combinação de múltiplas fontes de informação.
Para um transformador, o CIGRE destaca tecnologias que incluem monitoramento de temperatura por fibra óptica, análise de gases dissolvidos, sensores de umidade, modelagem térmica e gêmeos digitais. Essas tecnologias podem ajudar os proprietários de ativos a compreender melhor a relação entre as condições operacionais e as condições dos equipamentos.
Para GIS e GIL, uma abordagem semelhante pode envolver a combinação de:
Qualidade do gás + umidade + produtos de decomposição + pressão/densidade + informações de vazamento + histórico operacional
Em vez de observar uma única medição isoladamente, os engenheiros podem usar vários parâmetros para construir uma imagem mais completa da condição do equipamento.
Isto é particularmente relevante quando o equipamento precisa permanecer em serviço por muitos anos e as decisões de manutenção devem equilibrar a confiabilidade, os requisitos operacionais e o custo do ciclo de vida.
Por que testes precisos de gás se tornam mais importantes
À medida que aumenta a utilização da infra-estrutura eléctrica existente, aumenta também a importância de informações fiáveis sobre o estado.
Se o equipamento for operado próximo dos seus limites práticos, a incerteza torna-se mais significativa.
Para GIS e GIL, testes precisos de gases podem suportar vários estágios do ciclo de vida do equipamento:
1. Comissionamento
Antes da energização, a qualidade do gás e a umidade podem ser verificadas para verificar se o meio isolante atende às condições exigidas.
2. Manutenção de rotina
Medições periódicas podem ajudar a estabelecer registros de qualidade do gás e identificar alterações ao longo do tempo.
3. Solução de problemas
Aumentos inesperados na umidade ou produtos de decomposição podem fornecer informações úteis na investigação de condições anormais.
4. Recuperação e Reutilização de Gás
Durante a manutenção, o SF₆ recuperado pode ser analisado antes do tratamento e reutilização. A análise de gases pode ajudar a determinar se é necessária recuperação, purificação ou processamento adicional.
5. Gestão Ambiental
A detecção precisa de vazamentos e o manuseio controlado do gás podem reduzir as emissões desnecessárias de SF₆ e apoiar o gerenciamento responsável desse gás isolante de alto impacto.
Movendo-se em direção ao gerenciamento de ativos baseado em condições
A discussão em torno da capacidade de sobrecarga do transformador ilustra uma transformação maior no gerenciamento de ativos do sistema de energia.
O objetivo não é simplesmente operar o equipamento com mais intensidade.
É entender melhor o equipamento.
Melhores sensores, modelagem aprimorada e informações de diagnóstico mais abrangentes podem reduzir a incerteza e permitir que os proprietários de ativos tomem decisões mais informadas sobre carregamento, manutenção e substituição.
O trabalho do CIGRE sobre carregamento de transformadores reflete esta direção mais ampla. Seu Grupo de Trabalho Conjunto A2/D1.82 está examinando mecanismos de envelhecimento, comportamento de umidade, modelagem térmica, limitações de componentes, tecnologias de monitoramento e mitigação de riscos como parte de uma avaliação estruturada do aumento da carga do transformador.
Para equipamentos isolados a gás, a medição confiável de gás é parte da mesma filosofia mais ampla:
Medir → Compreender → Avaliar → Manter
KSTONE: Avaliação da condição do gás de apoio
A KSTONE desenvolve equipamentos de teste e manuseio de gás para equipamentos elétricos ecológicos e isolados com SF₆.
Nossa linha de produtos abrange vários estágios de gerenciamento de gás e avaliação de condições, incluindo:
- Detecção de vazamento SF₆
- Medição de pureza SF₆
- Medição de ponto de orvalho e umidade
- Análise do produto de decomposição SF₆
- Análise multigás
- Recuperação de SF₆ e manuseio de gás
- Separação e purificação de SF₆
- Análise de gás para painéis ecológicos
Para operadores GIS e GIL, essas tecnologias fornecem ferramentas práticas de medição para comissionamento, manutenção, solução de problemas e gerenciamento de gás.
À medida que os sistemas de energia continuam a exigir mais da infra-estrutura existente,uma melhor utilização dos ativos dependerá cada vez mais de melhores informações sobre os ativos.
Para equipamentos isolados a gás, compreender a condição do meio isolante é uma parte importante dessa informação.
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